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超原子

物理概念

超原子外文名superatom，起初人们认为，105号元素就已经是元素的边界了。但是随后的超重元素的不断发现，否定了这种论断，美国科学家发现了一种性能稳定的新型“超原子”，是由1个铁原子和8个镁原子集结而成的原子簇，具有令人不可思议的磁性。在特别接近绝对零度的情况下，物质的状态也是超原子。其特点性能稳定。

学术研究
1、核内质子数进一步增加，核内质子间的排斥力将超过核子间的结合力，由此引起核分裂。105-109号元素合成后证实了这一论说，它们的寿命都很短，但是它们毕竟被制得并被检测到了。
2、由于对各种放射性同位素的发现和研究，积累了大量的资料，统计了各种核的稳定性，科学家们提出了“超重核稳定岛”存在的假说，指出具有幻数的质子或中子能形成比较稳定的核。这些幻数是2、8、14、20、28、50、82、114、126、184等。这些数值是与元素的原子中核外电子的排布有关。
3、科学家们还绘制了一张核稳定性图。图中展示出海洋和突出海洋的半岛、岛，不稳定的核淹没在海洋中，稳定的和较稳定的核“居住”在岛和半岛上。
最新发现
1、弗吉尼亚联邦大学的物理学教授施夫·汉纳领导的团队发现了该超原子。他们在《美国国家科学院院刊》上报告称，不具有磁性的镁元素在新型超原子中被铁原子磁化，也拥有了磁性。
2、新的超原子拥有一个磁矩，其大小为4玻尔磁子，大约为固体磁铁中铁原子磁矩的两倍。磁矩是该原子簇磁强度的衡量指标。尽管元素周期表中有100多种元素，但在固态下表现出磁性的只有9种。我们的研究找到了一种新方法，通过控制不具有磁性的元素同单个具有磁性的原子的结合，让本身不具有磁性的元素拥有磁性。
3、该研究团队还发现，当原子簇拥有8个镁原子时，其充满电子的壳层与未填满的壳层几乎完全分离，从而获得非凡的稳定性。当一个原子的最外层被填满并且与未填满的壳层分开时，该原子处于一种稳定的状态，惰性气体的原子就是如此。
性能特点
1、这种兼具磁性和导电性的超原子将在分子电子设备领域大展拳脚。分子电子设备是用单个分子、超分子或分子簇代替硅基半导体晶体管等固体电子学元件来组装逻辑电路，乃至组装完整的分子计算机。
2、分子设备使具有特定自旋方向的电子能流动，可以用于量子计算机中。或许未来据此组装出的分子设备能用来制造更紧密的集成设备、数据处理速度更快的存储器乃至量子计算机等。
3、新的超原子还会优先使朝特定方向自旋的电子遍及整个原子簇，汉纳团队正在对新的超原子的集合进行研究，将超原子集合在一起或许可以用于制造自旋电子设备——使用电子自旋来合成新的存储设备和数据处理过程。
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